[发明专利]超精密磨削异型薄壁结构件时球头砂轮在位修整方法

说明书

本发明提供一种操作简单，实现方便，快捷，无需重复修整和磨削的对刀过程且保证砂轮较高的修整质量的超精密磨削异型薄壁结构件时球头砂轮在位修整方法，涉及一种加工工艺。本发明首先利用3号和4号对刀与监测装置标定球头砂轮在修整工位时的球心坐标及修整电极位置坐标；然后标定球头砂轮距1号对刀与监测装置的位置坐标；在超精密磨削中对球头砂轮进行监测并判断砂轮的磨损状态；暂停超精密磨削以对球头砂轮进行在位修整，采用4号对刀与监测装置监测电火花放电状态及球头砂轮的修整质量；修整后调整砂轮的球心位置，寻找磨削加工时的程序原点，并继续未完成的超精密磨削加工。

技术领域

本发明涉及一种加工工艺，特别涉及一种超精密磨削异型薄壁结构件时球头砂轮在位修整方法。

背景技术

随着科学技术的发展，对零件的加工质量提出了越来越苛刻的要求，同时零件所选用的材料也倾向于熔融石英、陶瓷等硬脆材料，该类材料具有化学稳定性好，硬度高等特点，但也为其加工带来了困难。为了满足该类材料的加工要求，超精密磨削是一种很有发展前景的加工方法。对于一些异型结构同时具有小曲率半径内凹面类零件的超精密磨削加工，常规的砂轮无法实现其磨削加工，因此需要采用一种小尺寸的金属基金刚石球头砂轮。金属基金刚石砂轮很好的将金属基体的耐磨性和金刚石磨粒的磨削性能结合起来。但这些优点也使得金属基金刚石砂轮修整较为困难，现有的机械修整方法很难实现其高精度修整，所以需要采用电火花修整。而对于小直径的金属基金刚石球头砂轮在进行超精密磨削时，球头砂轮的磨损是不容忽视的问题，磨损的球头砂轮将会严重影响工件的面形精度和加工表面质量，所以需要提出一种在位球头砂轮电火花修整方法。同时砂轮修整时机的判断也是一个非常关键的因素，修整过早则会浪费砂轮并增加加工总体时间，修整过晚则会影响超精密磨削后工件的表面质量。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种实现在磨削加工过程中对小直径球头砂轮6磨损状态进行监测，以判断球头砂轮是否需要在位电火花修整；并且能够对球头砂轮在位修整过程中电火花放电状态进行监测以保证球头砂轮的修整精度和修整质量；最后能够实现球头砂轮修整后无需重新对刀即可继续完成暂停的超精密磨削加工过程的超精密磨削异型薄壁结构件时球头砂轮在位修整方法。

本发明的超精密磨削异型薄壁结构件时球头砂轮在位修整方法，所述方法基于加工装置实现，所述加工装置包括磨削装置、工件主轴8、电火花修整装置、四个对刀与监测装置和移动平台2；

工件主轴8和电火花修整装置并排设置在移动平台2上；

2号对刀与监测装置设置在磨削主轴的对面，2号对刀与监测装置的轴线与磨削主轴的轴线在同一直线上，用于在超精密磨削前，和1号对刀检测装置相配合对异型薄壁结构件进行对刀；

1号对刀与监测装置设置在磨削主轴的侧面，1号对刀与监测装置的轴线与磨削主轴的轴线垂直，用于超精密磨削过程中对加工状态进行监测；

3号对刀与监测装置设置在电火花修整装置的对面，3号对刀与监测装置的轴线与电火花修整装置的轴线在同一直线上，3号对刀与监测装置与4号对刀与监测装置相互配合用于实现电火花修整前修整电极和球头砂轮6相对位置的对刀；

4号对刀与监测装置设置在电火花修整装置的侧面，4号对刀与监测装置的轴线与电火花修整装置的轴线垂直；4号对刀与监测装置用于修整过程中电火花放电状态的监测；

磨削装置位于工件主轴8和电火花修整装置的上方；磨削装置为利用球头砂轮6对工件主轴8上的异型薄壁结构件进行超精密磨削，同时通过调节移动平台2的位置，电火花修整装置利用修整电极对所述球头砂轮6进行在位修整；

球头砂轮6半径小于4mm；

所述方法包括如下步骤：

步骤一：调整移动平台2和磨削装置，使球头砂轮6位于电火花修整的位置，利用3号和4号对刀与监测装置对球头砂轮6的球心位置进行标定，获得在位修整时的球心位置和修整电极的进给位置；